靶点筛选不能不知的技术——DARTS：一种适用于多样本类型的靶点筛选方法

分类：科学前沿发布时间：2024-12-19 14:06:18

DARTS具有普遍适用性和实验周期短等优势，该方法小分子无需修饰，其构象与活性不会产生影响，广泛适用于单体小分子、混合物、复方等多种样本的靶点筛选，同时也可以钓取细胞、组织和细菌中的靶点蛋白。

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天然产物靶点鉴定一直是机制研究中的重点，靶点筛选方法主要分为标记寻靶法与非标记寻靶法两大类别。标记寻靶法主要适用于单体小分子，需根据小分子的结构进行标记，将标签连接在小分子上，利用标签对靶点蛋白进行富集。当小分子的化学结构无法进行标记，或为混合物等复杂样本时，利用非标记法进行靶点筛选可以对其进行深入的研究。药物亲和反应靶向稳定性技术（DARTS）是非标记寻靶方法之一，实验原理是基于蛋白的酶解稳定性，即小分子和靶点蛋白结合后增强靶点蛋白的酶解稳定性，使其不易被广谱的蛋白酶水解成肽段，随后进一步通过质谱鉴定到小分子的潜在靶点蛋白。

本文以样本类型为大家系统性展示了利用DARTS技术进行靶点筛选与后续深入研究的文章思路，供大家学习。

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01 单体小分子药物在细胞或组织中的靶点蛋白鉴定

2023年2月广州医科大学李斌团队在Signal Transduction and Targeted Therapy上发表了题为Blockade of NMT1 enzymatic activity inhibits N-myristoylation of VILIP3 protein and suppresses liver cancer progression的文章，本研究首先从FDA批准的抗癌药物化合物库中筛选到对肝细胞癌（HCC）细胞系具有抑制作用的药物地氯雷他定，随后利用DARTS技术筛选到地氯雷他定在细胞中的靶点蛋白n -肉豆油酰基转移酶1 （NMT1），研究发现地氯雷他定通过靶向结合NMT1中的Asn-246并抑制其活性，进而破坏NMT1介导的VILIP3蛋白肉豆醇化和NFκB/Bcl-2信号传导，发挥治疗肝癌的作用。这些发现为寻找具有抗肿瘤疗效和低毒的肝癌治疗药物提供了新思路。

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2023年4月南京中医药大学赵玉男团队在Journal of Ginseng Research上发表了题为Discovery and validation of PURA as a transcription target of 20(S)protopanaxadiol: Implications for the treatment of cognitive dysfunction的文章，本研究利用DARTS技术筛选到人参皂苷在脑组织中的靶点蛋白PURA，随后BLI等验证实验发现人参皂苷的代谢物PPD也可以同时靶向PURA，且 PPD通过结合PURA上调认知功能障碍相关靶基因的转录水平，这些结果可以为靶向PURA治疗认知功能障碍的研究提供化学和生物学基础。

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02 分子胶在细胞中的靶点蛋白鉴定

2024年10月上海中医药大学张卫东/栾鑫团队在Theranostics上发表了题为TRIM4 enhances small-molecule-induced neddylated-degradation of CORO1A for triple negative breast cancer therapy的文章，本文首先利用表型实验结合多组学方法鉴定到Aurovertin B（AB）可作为CORO1A的分子胶降解剂。研究发现AB是一种从未公开的分子胶，利用DARTS技术筛选到AB在MDA-MB-231细胞中的靶点蛋白CORO1A，它通过非典型E3连接酶 TRIM4显著促进CORO1A的Neddylation和蛋白酶体降解，最终发挥了强大的抗肿瘤作用。这些结果为基于分子胶技术的创新药物开发奠定了重要基础。

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03 单体小分子药物在细菌或真菌中的靶点蛋白鉴定

2024年1月西北农林科技大学刘西莉教授团队在Journal of Agricultural and Food Chemistry上发表了题为Unveiling Vacuolar H+‑ATPase Subunit a as the Primary Target of the Pyridinylmethyl-Benzamide Fungicide, Fluopicolide的文章，本研究利用BSA-seq和DARTS技术筛选到杀菌剂氟吡菌胺在辣椒疫霉菌中的靶点蛋白V-ATPase的a亚基（VHA-a），进一步的研究发现VHA-a在所有抗性突变体中均发生了氨基酸位点突变，且PcVHA-a上的4种点突变类型可以导致辣椒疫霉对氟吡菌胺产生抗性。本研究对后续进一步开展该类药剂的化学结构优化改造以及靶向农药的设计提供了重要的理论支撑。

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2024年8月贵州大学吴志兵教授团队在Journal of Agricultural and Food Chemistry上发表了题为Design, Synthesis, and Target Identification of Novel Phenylalanine Derivatives by Drug Affinity Responsive Target Stability (DARTS) in Xanthomonas oryzae pv Oryzae的文章，本研究利用DARTS技术筛选到化合物L22在米黄单胞菌（Xoo）中的新的靶点蛋白50S核糖体蛋白L2 （RL2），并通过体外生物活性实验确认了化合物L22的抑菌活性，设计合成了一系列具有独特结构的“酰基腙双硫醚”的新型苯丙氨酸衍生物。这些发现不仅促进了新型抗菌药物的开发，而且为探索杀菌剂的靶点建立了可靠的方法。

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04 混合物/复方在细胞中的靶点蛋白鉴定与验证

2014年5月科罗拉多大学研究团队发表了题为Target Identification of Grape Seed Extract in Colorectal Cancer using Drug Affinity Responsive Target Stability (DARTS) Technique: Role of Endoplasmic Reticulum Stress Response Proteins的文章，该研究利用DARTS技术筛选到葡萄籽提取物（GSE）在人类结直肠癌细胞中可以靶向结合内质网应激反应蛋白，同时引起氧化蛋白修饰，抑制PI3k-Akt-mTOR通路，最终起到抗癌的疗效。机制研究证实了这些发现，表明GSE确实引起内质网应激反应，并强烈抑制PI3k-Akt-mTOR通路，为临床中天然补充剂的开发提供一定理论依据。

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在混合物中除了利用DARTS进行靶点筛选，也可以利用DARTS进行靶点验证，2023年6月贵州医科大学黄勇教授团队在Phytomedicine上发表了题为Biancaea decapetala (Roth) O.Deg. extract exerts an anti-inflammatory effect by regulating the TNF/Akt/NF-κB pathway的文章，该研究首先利用功能性实验确定了豆科植物Biancaea decapetala的提取物BDE可以通过调节TNF/Akt/NF-κB通路抑制炎症的发生。随后利用DARTS和SPR实验确定了提取物BDE可以靶向结合TNF-α蛋白，同时抑制TNF/Akt/NF-κB通路，从而减轻炎症反应。这些发现揭示了BDE的抗炎作用及其机制，为BDE的进一步开发利用提供了理论依据。

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总结与讨论

达吉特推出的DARTS技术，具有广泛的适用性。该技术已经在小分子、混合物和复方靶标研究，细胞、组织和细菌中的靶点蛋白筛选中得到广泛应用，且达吉特对于以上样本均具有成功经验，DARTS技术是非标记寻靶法中较为成熟的一种靶点筛选方法，相较其他技术来讲具有无需修饰实验周期短、模式生物的表型特征不受限制、可以用于寻找化合物新的靶点，也可以从成分复杂的混合物和复方药物中发现新的靶点等优势，该技术可以帮助科研人员更好的找到目标物质的潜在靶点蛋白，进行深入机制的研究。

中药物质基础研究及小分子药物靶点发现一直是达吉特专注的科学领域，我们希望达吉特能为越来越多的中药及复方走向全世界的过程中提供有价值的技术支持。

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